Methode um eine Flosse zu bewegen

[DjEKI]

Moin,

Ich wollte ein kleinen Fisch basteln. Die gibt es auch zwar zu kaufen, aber ich wollte es etwas größer, zb 80-100mm. Die Flosse soll sich immer hin und her bewegen. Was könnte ich da nutzen? Sollte auch im Wasser angewendet werden.

mfg EKI

[PICture]

Hallo!

Der Aufziehantrieb lässt sich hoffentlich auf Motorchen umgebasteln: http://www.ebay.de/itm/131491144714?_trksid=p2055119.m1438.l2648&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT .;)

[DjEKI]

Axo, habe etwas vergessen zu erwähnen, elektrisch müsste es sein. Darf auch so gut wie keine geräusche machen.

[PICture]

Macht nix, dein Problem ._.

[ranke]

Macht nix, dein Problem ._.
Wem soll so eine Antwort helfen? :(

Mein Vorschlag: Modellbauservo, Ansteuerelektronik, Akku und Ladespule für induktives Laden wasserdicht in kräftige Folie einschweißen.

[MisterMou]

Modellbauservo und leise ist eine schwierige Kombination.
Es könne aber auch sein, dass das Wasser ganz gut dämpft.

Mein Vorschlag wäre eine Spule und ein Magnet. Die kann man auch ganz einfach in Harz eingießen.
Je nach Polung der Spule wird der Magnet angezogen oder abgestoßen.
Wird die Spule quer eingebaut, schiebt es den Magnet nach links oder rechts, genau das, was man für die Flossenbewegung braucht.

Das Prinzip findet sich auch in den ganz kleinen ferngesteuerten Autos, die man auf der Fernbedienung aufläd. Um genau zu sein bei der Lenkung.

[DjEKI]

Danke euch beiden. Ein Motor mit einer Untersetzung habe ich mal ausprobiert und scheint doch etwas laut zu sein.
Jetzt muss ich mir das von MisterMou genauer anschauen. Klingt jedenfals interessant. Hubmagnete oder Zylindermagnete kenne ich. Leider sind die Hubmagnete die ich so kenne alle viel zu groß und ungeeignet, wegen der Kraftverteilung. Sie sind auch nur ziehend, oder drückend, beides gibt es nicht, aber könnte man mit einer Feder beheben, nur darf die Feder nicht zu stark sein, sonst zieht es sich nicht ein.

Trotzdem ist das hier interessant :) http://www.conrad.de/ce/de/product/418428/Spektrum-Spezial-Servo-23-Gram-Performance-Linear-mit-langem-Ruderweg-Gleitlager-Getriebe-Kunststoff/?ref=detview1&rt=detview1&rb=1

[Geistesblitz]

Da ich gerade erst an einem kleinen RC-Wasserfahrzeug mit tätig war, kann ich nur sagen, dass es schwierig ist, sowas dicht zu bekommen. Gerade bei untertauchenden Fahrzeugen, die dann noch einen gewissen Druck aushalten müssen, dringt gerne mal Wasser ein. Elektronik soweit wie möglich zu vergießen wär daher gar nicht mal verkehrt. Das Prinzip von Mr. Mou mit dem Magneten und einer Spule könnte ganz gut funktionieren, vor allem wenn man einen Neodymmagneten verwendet. Die Flosse sollte dann aber mit Federn oder ähnlichem verbaut werden, die für die Rückstellung in die Mitte sorgen. Andere Möglichkeit wäre, eine flexible Hülle zB. aus Silikon zu bauen und die Mechanik darin zu integrieren, da wird dann aber der Verschluss sicher schwierig, mir würd da auf Anhieb nix Sinnvolles einfallen.

[DjEKI]

Ja, ich habe irgendwo hier etwas schönes gefunden, nur bestellen wollte ich es nicht, da es aus der USA kommt. Von daher habe ich es selber gebaut, aber doch ganz anders, als der hier: http://www.microflight.com/Online-Catalog/Actuators-and-Servos/MiniAct-Magnetic-Actuator-1-1g Das Prinzip habe ich nicht so verstanden und von der Funktionsweise ist kaum ein Video zu sehen.
Es ist nur ein Prototyp, ich will es noch kleiner bauen mit stärkeren Magneten. Hier: https://www.youtube.com/watch?v=t3zi2-qOJEc
7 Ohm ist zu wenig. Die Spindel wird schnell heiß, ich versuch das zu verdoppeln.

Geistesblitz, ich werde mich mal umschauen, ob ich Silikon finde, womit ich arbeiten kann. Vllt hat ja schon jemand etwas für mich. Ansonsten wollte ich den Fisch drucken und dann mit Kunststoff verdichten. Kunststoff nutze ich Pattern Resin. Eine Art Modellierkunststoff. Auf dem Video auch zu sehen. Hinten wo die beweglichen Teile sind, muss ich mit Silikonschläuchen irgendwie abdichten. Ansonsten versuche ich es komplett mit Silikon zu umhüllen.

[Geistesblitz]

Silikon gibt es auch als Zweikomponentengießmasse, vielleicht lässt sich das verwenden, indem du die Hülle erst aus einem elastischen Gewebe fertigst (zB. nähen) und dann mit Silikon bestreichst. Da sind eventuell auch mehrere Schichten notwendig, um es haltbar zu bekommen. Ich hab sowas schonmal mit Latex gemacht, allerdings ist mir das Material zu anfällig (Wärme, Sonnenlicht, Öl/Fett/andere Chemikalien) und auch weniger flexibel als Silikon (oder zumindest gibt es Silikon in einer größeren Auswahl an Konsistenzen).

Den Widerstand der Spule erhöhen geht mit einer höheren Windungszahl oder einem dünneren Draht einher. Höhere Windungszahl wäre dabei vorteilhafter, da durch die höhere Induktivität auch eine höhere Kraft erreicht werden dürfte. Oder erreicht man dann dieselbe Kraft mit weniger Strom? Bin mir da gerade ein wenig unsicher, wie die Verhältnisse waren.
Wenn du jedenfalls den beweglichen Stab mit zwei kleinen Zugfedern in der Mittelstellung fixierst, dürfte er sich mittels der Spule und PWM auch in Zwischenpositionen bewegen lassen, nicht nur von Anschlag zu Anschlag. So könntest du vielleicht ein wenig flüssigere Bewegungen erzeugen.

[i_make_it]

Wasser selbst dämft keinen Schall sondern leitet ihn im Gegenteil besonders gut (auch über hunderte Kilometer)
Wer eine Badewanne hat, kann das selbst mal nachvollziehen. Luftschall wird an der Grenzschicht Luft/Wasser stark gedämpft, da Wasser eine Dichte von 1g/cm³ hat und Luft eine von 0,0012g/cm³ (auf Meereshöhe bei 20°C). Der Dichteunterschied von ca. 1:1000 füht also bei Luftschall zu einer entspechenden Dämpfung. Bei Körperschall sieht die Übertragung vom Festkörper zum Wasser allerdings ganz anders aus. Und Wasser selbst ist halt ein hervoragender Leiter für Schall. Um bei der Badewanne zu bleiben, man kann leisen Körperschall (den man in Luft gar nicht mehr wahrnimmt) unter Wasser sehr gut hören (Selbst mit zugehaltenen Ohren da der Schall über den Schädelknochen übertragen wird).

Will man also einen sehr leisen Unterwasserantrieb bauen muß man mit einem Unterwassermikrofon den Lärm ermitteln, denn was man an der Luft hört hat nichts mit dem zu tun was man unter Wasser hört. zum anderen muß man die Grenzschicht über die der Schall vom Festkörper zum Wasser übertragen wird stören. Bei den russischen U-Booten der Oscar Klasse (Kursk) wird das mit dicken Gummimatten die auf den Rumpf geklebt sind gemacht. Also der Oberflächen Werkstoff kann für die Schalldämmung entscheident sein und ein Langsamer Antrieb sendet weniger unangenehme hochfrequente Töne aus als ein schneller. Was aber nichts darüber aussagt ob er generell leiser ist.

[DjEKI]

Ja, das kann ich nur bestätigen, Wasser leitet den Schall sehr gut. Und ich will die Fische auch nicht verjagen ^^

Also, ich habe noch ein Widerstand von 10Ohm angeschlossen, ich messe ca 190mA und es funktioniert noch, aber halt schwach. Ich bekomme bald meine Neodym Magnete und werde die dann testen. Ich denke mal, damit lässt sich die Stärke wiederholen.
Ich kenne mich aus mit Silikon und ich kenne das so, dass man es wie bei einer Kerzenherstellung immer ins Bad taucht um so eine gleichmäßige Schicht aufzutragen. Auf Arbeit haben wir aber Gießsilikon, dass erst nach 15 Minuten aushärtet und Grün ist. Aber eigentlich kann man sich die Arbeit sparen, denn im Köderladen gibt es genug von solchen Nachbildungen ^^ Leider haben die keine schöne Schwanzflosse, die müsste ich dann selber machen. Wenn das alles in Silikon ist, dann benötige ich keine Rückholfeder, denn das Silikon macht es schon von alleine. Aber trotzdem eine gute Idee für kleine Modellbauer.
Ich denke mal, die Sache ist hiermit gelöst, aber wenn doch jemand eine bessere Konstruktion als Vorschlag hat, immer her damit :) Denn bisher ist die jetzige Konstruktion zu schwach. Wenn jemand möchte, kann ich euch auf dem laufenden halten.

mfg EKI

[Geistesblitz]

Wie gesagt, mach mehr Wicklungen mit dem Draht. Ein Widerstand verheizt die Energie nur sinnlos, mit mehr Draht in der Spule hast du zwar auch einen höheren Widerstand, aber eben auch mehr Wicklungen und dadurch eine höhere Induktivität, also einen effektiveren Elektromagneten. Wenns kompakt bleiben soll kannst du eben auch dünneren Kupferlackdraht verwenden, der hat dann aber eben auch einen höheren spezifichen Widerstand (also pro Längeneinheit). Denk dran, dass das Wasser einen wesentlich höheren Bewegungswiderstand bietet als die Luft, da wirst du wohl ein wenig Kraft gebrauchen können.

[Dirk]

Noch 'n kleiner Beitrag:

Flosse ist nicht gleich Flosse. Es gibt Brust-, Bauch-, Seiten-, Heckflossen und noch einige Spezialformen, z.B. die undulierende Bauch- und Rückenflosse.

Je nachdem, welche du nachbauen willst, haben die unterschiedliche Bewegungsmuster, die in der Biologie und Physik erforscht werden.

Beispiele:
1. Eine Heckflosse kann zwecks Vortrieb von links nach rechts (die meisten Fische) oder oben-unten (Wale) bewegt werden.
2. Die Brust-/Rückenflossen können zwecks Vortrieb undulierend genutzt werden, zur Stabilisierung winkelverstellbar.
3. Die Seitenflossen können Vortrieb (dazu unten mehr) geben oder auch stabilisieren oder die Neigung der X-Achse ändern (tiefer tauchen, auftauchen).
4. usw.

Zu 3 (Vortrieb durch Seitenflossen) ist das Bewegungsmuster z.B. komplex:
Die Flosse wird wie ein Flugzeugflügel nach vorn geführt, dann in einen steileren Winkel gekippt (bzw. gedreht) und kräftig nach hinten durchgezogen (Vortrieb!). Dann geht's wieder von vorn los.

Warum schreibe ich das alles:
Es geht bei einer Flossenkonstruktion nicht nur um Servos, Dichtheit, Zugfedern und Hubmagneten, sondern vor allem um die richtige physikalische Umsetzung des Bewegungsmusters der jeweiligen Flosse. Die ist wieder von der Art und Position der Flosse am "Fisch" und von der Aufgabe (Vortrieb, Stabilisierung, Lagewechsel) abhängig.

[021aet04]

Der actuator, den du im Beitrag 9 (von microflight) dürfte vermutlich wie ein Lautsprecher funktionieren, bin mir aber nicht sicher.

MfG Hannes

[DjEKI]

bei dem microact hält ein magnet die Achse in der Mittelstellung und wie hier schon erwähnt worden ist, wird es sicherlich mit pwm gesteuert. Also so wie ein Lautsprecher.

[Thoralf]

Der Microactuator scheint eher wie ein Galvanometer zu arbeiten. Dem Bild nach zu gehen wird nur eingeringer Teil des Magnetfeldes genutzt, so dass nur wenig Kraft erzeugt wird.... alles in allem nicht besonders geeignet.
2 Spulen, die einen Magneten hin und her ziehen, gesteuert analog einm Schrittmotor, könnte besser funktionieren. Mit einer rel. kleinen Flosse sollte sich dann genügend Vortrieb erzeugen lassen. Aber ein Speedboot hast du ja eh nicht vor...

[i_make_it]

Zweispulen die gegensinnig gewicket sind und zu einem Leiter verbunden sind gehen auch. Da macht ma es dann wie bei einem Lautsprecher.
Tauchkern in jeder Spule, beide Tauchkerne mit einem Hebel verbunden der die Drehachs liegt zwichen den spulen.
Da ich keine Bilder von hier aus posten kann,
- OIO - _
Das linke O ist die erste Spule (rechtsrum gewickelt)
I ist die Drehachse
Das rechte O ist die zweite Spule (linksrum gewickelt)
Nicht eingezeichnet ist der Gebel und die Tauchkerne.
Der Hebel wäre die gedachte Linie zwichen den beiden - .
Wird die Schaltung mit einer Wechselspannung betrieben wird eine Spule den Kern immer abstoßen wärend die andere ihn anzieht und bei Umpolung umgekehrt.
Es steht also immer die Kraft beider Spulen zur Verfügung und einen Sinus oder Rechteck Generator kann man z.B. mit einem 555 leicht bauen. Wenn man ein Federelement für die Mittelstellung einbaut und einen Sinus nimmt, sollten eine flüssige Bewegungen und eine Mittelstellung möglich sein.
Einen Anlenkhebel für die Flosse könnte man auf der Linie des _ an der Drehachse anbringen.

[DjEKI]

Also, wäre es dann eine linke und eine rechte Spule? Da könnte man es mit ein Eisenkern verstärken. Aber die gesammt Konstruktion nimmt dann viel Platz weg.

[i_make_it]

Eher eine vordere und eine hintere Spule, damit es schlank genug ist um in den Körper zu passen.
https://www.roboternetz.de/community/attachment.php?attachmentid=30519&d=1438088996
Man kann das auf zwei Arten realisieren, entweder als Direktantrieb, dann liegt eine Spule in einem Hohlraum in der Flosse.
Oder mit einer übersetzung. also eine zweite achse die am Gelenk der Flosse sitzt und von da ein kurzes Hebelstück, das mit dem Hebel des antirebes kämmt (Zahnradsegment).
Damit ließe sich trotz schlanker Bauform ein größerer Ausschlag der Flosse erreichen, allerdins bei Verlust von Kraft. Es käme also auf einen Versuch an welche Kraft man mit dem Antrieb erreichen kann.
Vom Fubnktionsprinzip, ist das wie bei einer Wechselstromklingel. Und die haben teilweise ganz gut Kraft.